美科學家利用核磁共振成像(MRI)觀測動物體內的基因表達

　　最初為了實現首次基因表達的高清晰、深層組織成像，卡內基梅隆大學的科學家們曾“編制”細胞來制造他們自己的造影劑。而他們在《自然醫學》四月期刊上發表的成果則最終為后續的許多研究工作提供了充分保障，比如,對分子治療這一新領域的潛伏期研究，以及檢測病人體內治療基因的傳遞等工作。

　　“20年來開發能夠提高核磁共振成像（MRI）對比度造影劑的工作一直是化學家的事”，卡內基梅隆大學理學院生物科學助理教授Eric Ahrens說，“現在，通過我們的方法，這項工作就轉到了生物學家的手上。我們現在用現成的分子生物學工具可以使活體細胞通過基因結構來改變他們的核磁共振成像（MRI）對比度.”

　　“新的成像方法可以稱之為平臺技術，適應于多種組織類型，而且在與分子治療相關的潛伏期研究中有廣泛應用。” Ahrens說。

　　Ahrens的這種新方法使用核磁共振成像（MRI）來實時檢測基因表達，因為核磁共振成像（MRI）不用進入深層組織就能夠獲得清晰度很高的圖像，并且不會造成試驗動物的死傷，也不需要花人力和財力進行分析。

　　為了刺激活體細胞產生他們自身的造影劑，Ahrens賦予他們一種能夠產生鐵蛋白形式的基因，鐵蛋白可以將鐵以非毒性形式存儲，其行為類似于納米磁鐵，是核磁共振成像（MRI）的得力“通訊員”。

　　在磁場或無線電頻率脈沖波的水分子中，氫質子發射出的信號可以被典型的核磁共振成像（MRI）儀探測到并加以分析，然后再將這些信號轉換成圖像。而Ahrens研究的核磁共振成像（MRI）“通訊員”可以最大限度地改變磁場，以引起周圍氫質子發射出截然不同的信號，在最終生成的圖像中，便可以通過其間的黑色區域來表征它的存在。

　　Ahrens 介紹說，“我們的這項技術適用于監視多種類型組織中的基因表達，同時可以把“通訊員基因”同其它相關基因（包括治療癌癥和關節炎的基因）聯系起來，用以探測這些基因在何時何地被表達”。

　　據Ahrens稱，現有的基因表達成像手段還非常有限，有的不能用于活體生物，有的不能顯示生物體內深層細胞，或者不能提供較高的圖像清晰度，而且那些使用核磁共振成像（MRI）的方法也還沒有得到廣泛的實際應用。

　　Ahrens和他的同事們構造了一種基因攜帶者，或者叫做帶菌者，它能夠攜帶核磁共振成像（MRI）通訊員基因，這種帶菌者被稱作缺陷腺病毒，它能夠隨時進入細胞體內，但不會進行自身復制。Ahrens將帶有核磁共振成像（MRI）通訊員基因的帶菌者注射進同一組活體老鼠的大腦內，同時每月定期觀察核磁共振成像（MRI）通訊員基因的表達情況。研究說明核磁共振成像（MRI）通訊員基因對老鼠大腦沒有明顯的毒性。

　　這項研究是由匹茲堡生命科學研究所和美國國家生物醫學成像和工程學院共同資助的，工作中，Ahrens常與匹茲堡大學助理研究教授William Goins就工作的各個方面相互探討。

　　Ahrens 是匹茲堡NMR中心生物醫學研究組成員，該中心由卡內基梅隆大學和匹斯堡大學于1986年共同出資組建，并從1988年就持續獲得國家健康學院的資助。匹斯堡NMR中心致力于推進動物體的分子、細胞以及機能的成像技術研究。